KR20090007864A - 발광다이오드를 이용한 면광원 및 이를 구비한 백라이트유닛 - Google Patents

발광다이오드를 이용한 면광원 및 이를 구비한 백라이트유닛 Download PDF

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KR20090007864A
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적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 적절하게 배치함으로써 분할 구동시에도 균일한 백색광을 생성할 수 있는 발광다이오드를 이용한 면광원 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공한다.
발광다이오드를 이용한 면광원은 하나의 녹색 발광다이오드 아래에 하나의 적색 발광다이오드와 하나의 청색 발광다이오드가 나란히 배열된 제1 발광다이오드 그룹들, 제1 발광다이오드 그룹들과 상하 반전되도록 배열된 제2 발광다이오드 그룹들, 제1 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제1 발광다이오드 어레이, 및 제2 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제2 발광다이오드 어레이를 포함한다.
발광다이오드, 백라이트 유닛, 분할 구동, 면광원, 액정 표시 장치

Description

발광다이오드를 이용한 면광원 및 이를 구비한 백라이트 유닛{PLANE LIGHT SOURCE USING LIGHT EMITTING DIODE AND BACK LIGHT UNIT COMPRISING THE SAME}
본 발명은 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 발광다이오드를 적절하게 배치함으로써 분할 구동시에도 균일한 백색광을 생성할 수 있는 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 이용한 면광원 및 이를 구비한 백라이트 유닛(backlight unit)에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 상, 하부의 투명 절연 기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정층을 형성한 후, 액정층에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 투명 절연 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표시하는 표시 장치이다.
이러한 액정 표시 장치는 광 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 후면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(Backlight unit)이 불가피하게 필요하다.
백라이트 유닛은 광원이 설치된 위치에 따라 에지 방식과 직하 방식으로 구분되는데, 전자의 에지 방식은 광원이 측면에 위치하여 도광판을 통해 액정 패널의 전면을 빛을 공급하는 구조이다. 후자의 직하 방식은 액정 패널의 하부에 위치하 며, 액정 패널과 거의 동일한 면적을 갖는 면광원으로부터 직접 액정 패널의 전면으로 빛을 조사하는 구조이다.
이때, 광원으로는 냉음극 형광 램프(CCFL; Cold cathode fluorescent lamp)나 외부 전극 형광 램프(EEFL; External electrode fluorescent lamp) 등이 있으나, 요즈음에는 친환경적이며 고휘도를 발현할 수 있는 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 주로 사용하고 있다.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 발광다이오드를 이용한 면광원의 배열 구조를 나타낸 도면이다.
종래의 일 실시예에 따른 직하 방식의 면광원은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광을 혼합하여 백색 광을 생성하기 위하여 도 1의 (a)에 도시한 것과 같이, 대각선 방향으로 적색 발광다이오드 및 청색 발광다이오드가 배치되고, 타 대각선 방향으로 두 개의 녹색 발광다이오드가 배치된 2×2 매트릭스를 종횡으로 복수 개 배열한 구조를 채용하였다.
첨부된 도면에서 부호 'R'은 적색 광을 방출하는 적색 발광다이오드를 나타내고, 부호 'G'는 녹색 광을 방출하는 녹색 발광다이오드를 나타내며, 부호 'B'는 청색 광을 방출하는 청색 발광다이오드를 나타낸다. 일반적으로, 백색 광을 생성하기 위해서 두 개의 녹색 발광다이오드와 하나의 적색 발광다이오드 및 하나의 청색 발광다이오드가 채용된다.
도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 도시된 배열 구조를 매트릭스 형태로 채용한 면광원의 배치를 도시한 도면이다.
도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 면광원의 중심부에서는 비교적 적색, 녹색, 청색 광의 혼합이 원활하게 이루어져 균일한 백색광을 생성할 수 있으나, 광원의 에지부(11, 12)에서는 청색 또는 적색 발광다이오드가 배치되지 못하는 구조를 가지므로, 적색 또는 청색을 띄는 광이 방출된다.
이를 테면, 도면 부호 '11'로 표시한 에지부에서는 적색 발광다이오드(R)와 녹색 발광다이오드(G)만 번갈아 배치되고 청색 발광다이오드(B)가 배치되지 못하므로 적색을 띄는(reddish) 광을 방출하게 되고, 도면 부호 '12'로 표시한 에지부에서는 청색 발광다이오드(B)와 녹색 발광다이오드(G)만 번갈아 배치되고 적색 발광다이오드(R)가 배치되지 못하므로 청색을 띄는(bluish) 광을 방출하게 된다.
즉, 종래의 발광다이오드를 이용한 면광원은 에지부에서 균일한 백색광을 방출하지 못하는 문제점을 가지고 있다.
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 발광다이오드를 이용한 면광원의 기본 배열 구조를 나타낸 도면이고, 도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 기본 배열 구조를 토대로 하여 구성된 면광원의 다양한 실시예들이다.
도 2를 참조하면, 종래의 다른 실시예에 따른 면광원은 녹색, 녹색, 적색, 청색 발광다이오드의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 제1 발광다이오드 배열(20a)과, 녹색, 녹색, 청색, 적색 발광다이오드의 순서대로 반복하여 일렬로 배치한 제2 발광다이오드 배열(20b)을 기본 구조로 하여 채용하였다.
제1 발광다이오드 배열(20a)과 제2 발광다이오드 배열(20b)을 기본으로 하여 종횡으로 복수 개 배열한 면광원의 배열 구조가 도 3a 내지 도 3c와 같이 다양하게 이루어질 수 있다.
이에 따른 면광원은 에지부에서 균일한 백색광을 방출할 수 있는 장점이 있으나, 백라이트 유닛이 임의의 영역별로 분할 구동을 하는 경우, 일부 분할 영역에서는 적색을 띄는(reddish) 광 또는 청색을 띄는(bluish) 광을 방출하게 되는 문제점이 있다.
예를 들면, 도 3a 내지 도 3c에 표기된 바와 같이 분할 영역을 P영역과 같이 설정할 경우, 상부와 하부 또는 측부에 녹색, 적색 발광다이오드 또는 녹색, 청색 발광다이오드만 배치됨으로써 부분적으로 레디쉬(reddish) 또는 블루쉬(bluish) 현상이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 발광다이오드를 적절하게 배치함으로써 분할 구동시에도 균일한 백색광을 생성할 수 있는 발광다이오드를 이용한 면광원 및 이를 구비한 백라이트 유닛을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발광다이오드를 이용한 면광원은, 하나의 녹색 발광다이오드 아래에 하나의 적색 발광다이오드와 하나의 청색 발광다이오드가 나란히 배열된 제1 발광다이오드 그룹들; 상기 제1 발광다이오드 그룹들과 상하 반전되도록 배열된 제2 발광다이오드 그룹들; 상기 제1 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제1 발광다이오드 어레이; 및 상기 제2 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제2 발광다이오드 어레이를 포함한다.
상기 제1 발광다이오드 어레이는, 횡방향으로 이웃하는 제1 발광다이오드 그룹들의 적색 발광다이오드와 청색 발광다이오드의 좌우 배치가 교번적으로 바뀌는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 발광다이오드 어레이는, 횡방향으로 이웃하는 제2 발광다이오드 그룹들의 적색 발광다이오드와 청색 발광다이오드의 좌우 배치가 교번적으로 바뀌는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 발광다이오드 그룹들 및 상기 제2 발광다이오드 그룹들은, 상기 하나의 녹색 발광다이오드와 상기 하나의 적색 발광다이오드 및 상기 하나의 청색 발광다이오드가 삼각 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
게다가, 임의의 열에 상기 제1 발광다이오드 어레이와 상기 제2 발광다이오드 어레이가 교번적으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배열 순서는 제1 발광다이오드 어레이-제2 발광다이오드 어레이 순으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 배열 순서는 제2 발광다이오드 어레이-제1 발광다이오드 어레이 순으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 발광다이오드 어레이와 상기 제2 발광다이오드 어레이는 둘 또는 둘 이상의 짝수로 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 발광다이오드 어레이와 상기 제2 발광다이오드 어레이는 3 또는 3 이상의 홀수로 배열되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 백라이트 유닛은, 복수의 분할 영역별로 분할 구동하며, 상기 각 분할 영역에 복수 개의 녹색, 적색, 청색 발광다이오드들을 배치한 발광다이오드 면광원; 상기 발광다이오드 면광원의 하부를 감싸는 바텀 커버; 상기 바텀 커버의 내부에 수납되는 반사 시트; 및 상기 발광다이오드 면광원의 상부에 위치되어 상기 발광다이오드 면광원으로부터 발광되는 광의 진행 경로를 바꾸어 전방으로 균일하게 조사하는 다수의 광학 시트를 포함하며, 상기 발광다이오드 면광원의 각 분할 영역에는, 하나의 녹색 발광다이오드 아래에 하나의 적색 발광다이오드와 하나의 청색 발광다이오드가 나란히 배열된 제1 발광다이오드 그룹들; 상기 제1 발광다이오드 그룹들과 상하 반전되도록 배열된 제2 발광다이오드 그룹들; 상기 제1 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제1 발광다이오드 어레이; 및 상기 제2 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제2 발광다이오드 어레이를 포함한다.
그리고, 상기 복수의 분할 영역들 사이에 구비되어 상기 분할 영역들에서 출사되는 광의 간섭을 방지하는 격벽을 추가로 포함할 수 있다.
이때, 상기 격벽의 높이는 상기 바텀 커버의 높이보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 격벽의 측벽은 상기 분할 영역 내에 배열된 발광다이오드와의 거리, 상기 발광다이오드의 발광 각도, 상기 격벽의 높이에 따라 경사진 정도가 다른 것을 특징으로 한다.
상기 격벽은 PC(polycarbonate), PMMA(polymethylmethacrylate) 재질로 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 격벽은 상기 바텀 커버와 일체로 구비된 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 발광다이오드를 이용한 면광원은 및 이를 구비한 백라이트 유닛은, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광하는 발광다이오드를 적절하게 배치함으로써 면광원의 에지부 및 중심부 뿐만 아니라 분할 구동시 각각의 분할 영역에서도 균일한 백색광을 생성할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 색균일도를 높일 수 있으며 광 효율을 개선할 수 있다.
또한, 각각의 분할 영역을 구획할 수 있는 격벽을 구비하여 이웃하는 분할 영역간의 간섭을 방지함으로써, 분할 영역의 광 효율을 높여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드를 이용한 면광원에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원의 기본 배열 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 발광다이오드를 이용한 면광원은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 기본적으로, 하나의 녹색 발광다이오드(G) 아래에 하나의 적색 발광다이오드(R)와 청색 발광다이오드(B)가 나란히 배열된 제1 발광다이오드 그룹(110), 제1 발광다이오드 그룹(110)과 상하 반전되도록 배열된 제2 발광다이오드 그룹(210)을 포함한다.
제1 발광다이오드 그룹(110)은 녹색 발광다이오드(G)를 기준으로 하여 적색 발광다이오드(R) 및 청색 발광다이오드(B)들간 삼각 패턴을 이룬다.
이에 따라, 제2 발광다이오드 그룹(210)은 제1 발광다이오드 그룹(110)과 상하 반전되는 즉, 녹색 발광다이오드(G)를 기준으로 하여 적색 발광다이오드(R) 및 청색 발광다이오드(B)들간 역삼각 패턴을 이룰 수 있다.
이와 같이 배열된 제1 발광다이오드 그룹(110)과 제2 발광다이오드 그룹(210)을 기본으로 배열된 면광원의 배열 구조는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원은 복수의 제1 발광다이오드 그룹들(111 내지 114)이 횡방향으로 배열된 제1 발광다이오드 어레이(100)와, 복수의 제2 발광다이오드 그룹들(211 내지 214)이 횡방향으로 배열된 제2 발광다이오드 어레이(200)를 포함하며, 임의의 열에 제1 발광다이오드 어레이(100) - 제2 발광다이오드 어레이(200)의 순서대로 배치된다.
이때, 제1 발광다이오드 어레이(100)는 횡방향으로 이웃하는 제1 발광다이오드 그룹들(111 내지 114)의 배열 구조가 다소 변경될 수 있다. 즉, 각 제1 발광다이오드 그룹들(111 내지 114)의 적색 발광다이오드(R)와 청색 발광다이오드(B)의 좌우 배치가 교번적으로 바뀌게 된다.
이와 마찬가지로, 제2 발광다이오드 어레이(200) 또한 횡방향으로 이웃하는 제2 발광다이오드 그룹들(211 내지 214)의 적색 발광다이오드(R)와 청색 발광다이오드(B)의 좌우 배치가 교번적으로 바뀌게 된다.
예를 들면, 제1 발광다이오드 어레이(100)에서, 첫번째 제1 발광다이오드 그룹(111)이 청색 발광다이오드(B)-적색 발광다이오드(R) 순으로 배열되면, 그 다음인 두번째 제1 발광다이오드 그룹(112)은 적색 발광다이오드(R)-청색 발광다이오드(B) 순으로 배열되고, 세번째 제1 발광다이오드 그룹(113)은 첫번째 제1 발광다이오드 그룹(111)과 같이 청색 발광다이오드(B)-적색 발광다이오드(R) 순으로 배열된다. 따라서, 홀수번째 제1 발광다이오드 그룹들(111, 113)은 청색 발광다이오드(B)-적색 발광다이오드(R) 순으로 동일한 패턴을 가지게 되고, 짝수번째 제1 발광다이오드 그룹들(112, 114)은 적색 발광다이오드(R)-청색 발광다이오드(B) 순으로 동일한 패턴을 가지게 된다.
이에 따라, 제2 발광다이오드 어레이(200)도 홀수번째 제2 발광다이오드 그룹들(211, 213)이 청색 발광다이오드(B)-적색 발광다이오드(R) 순으로 배열되고, 짝수번째 제2 발광다이오드 그룹들(212, 214)은 적색 발광다이오드(R)-청색 발광다이오드(B) 순으로 배열된다.
제1 발광다이오드 어레이(100) 및 제2 발광다이오드 어레이(200) 각각에 배열되는 제1 발광다이오드 그룹들(111 내지 114) 및 제2 발광다이오드 그룹들(211 내지 214)은 필요에 따라 여러 개 구비할 수 있으나, 제1 발광다이오드 그룹들(111 내지 114)과 제2 발광다이오드 그룹들(211 내지 214)이 서로 대응되도록 동일한 개수로 구비할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원의 기본 배열 구조를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원은, 기본적으로 복수의 제1 발광다이오드 그룹들(110)이 횡방향으로 배열된 제1 발광다이오드 어레이(100)와, 복수의 제2 발광다이오드 그룹들(210)이 횡방향으로 배열된 제2 발광다이오드 어레이(200)를 포함한다.
제1 발광다이오드 그룹들(110)은 하나의 녹색 발광다이오드(G) 아래에 하나의 적색 발광다이오드(R) 및 하나의 청색 발광다이오드(B)가 나란히 배열되어, 삼각 패턴을 갖도록 구비된다.
제2 발광다이오드 그룹들(210)은 제1 발광다이오드 그룹들(110)과 상하 반전되도록 배열된다.
여기서, 제1 실시예와 다른 구조만을 설명하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원은 임의의 열방향으로 제2 발광다이오드 어레이(200) - 제1 발광다이오드 어레이(100) 순으로 배치된다.
다음으로 도 6 내지 도 8을 참조하여 또 다른 실시예에 따른 면광원의 구조를 살펴본다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본 배열 구조를 토대로 하여 구성된 면광원의 다양한 실시예들로서, 이에 따른 면광원은 복수의 제1 발광다이오드 그룹들(110)이 횡방향으로 배열된 제1 발광다이오드 어레이(100)와, 복수의 제2 발광다이오드 그룹들(210)이 횡방향으로 배열된 제2 발광다이오드 어레이(200)를 포함하며, 제1 발광다이오드 어레이(100)와 제2 발광다이오드 어레이(200)가 임의의 열방향으로 복수 개 배치된다.
이때, 제1 발광다이오드 어레이(100)와 제2 발광다이오드 어레이(200)는 2 또는 2 이상의 짝수로 배열될 수 있다.
또는, 제1 발광다이오드 어레이(100)와 제2 발광다이오드 어레이(200)는 3 또는 3 이상의 홀수로 배열될 수 있다.
일 예로, 도 6에 도시된 면광원은 임의의 열에 제1 발광다이오드 어레이(100)-제2 발광다이오드 어레이(200)-제1 발광다이오드 어레이(100)의 순으로 배열된 구조로, 최소 3배열된 구조를 갖는다.
다른 예로, 도 7에 도시된 면광원은 임의의 열에 제1 발광다이오드 어레이(100)-제2 발광다이오드 어레이(200)-제1 발광다이오드 어레이(100)-제2 발광다이오드 어레이(200)의 순으로 배열된 구조로, 최소 짝수인 4열로 배열된 구조를 갖는다.
또 다른 예로, 도 8에 도시된 면광원은 임의의 열에 제1 발광다이오드 어레이(100)-제2 발광다이오드 어레이(200)-제1 발광다이오드 어레이(100)-제2 발광다이오드 어레이(200)-제1 발광다이오드 어레이(100)의 순으로 배열된 구조로, 최소 홀수인 5열로 배열된 구조를 갖는다.
이와 같이 도 6 내지 도 8에 도시된 배열 구조는 필요에 따라 어레이의 개수를 추가 또는 감축하여 배열할 수 있으며, 배열 형태는 이에 한정되지 않고 도 5의 제2 실시예에 따른 배열 형태(제2 발광다이오드 어레이(200)-제1 발광다이오드 어레이(100)의 순으로 배열된 형태)를 토대로 하여 구성될 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 바에 따르면, 본 발명의 실시예들에 따른 면광원은 행 또는 열로 이루어진 에지부에서 적색 발광다이오드(R)와 녹색 발광다이오드(G), 청색 발광다이오드(B)들이 모두 존재하므로, 적색 또는 청색에 치우치지 않은 균일한 백색광을 방출할 수 있다.
게다가, 상기한 구성을 분할 영역 단위로 적용할 경우, 분할 구동에도 불구하고 각 분할 영역 내에서도 균일한 백색광을 방출할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따르면 면광원을 구비한 백라이트 유닛 및 분할 구동에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 면광원을 구비한 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(300)은 복수 개의 발광다이오드들(312)을 구비한 면광원(310)과, 바텀 커버(320), 반사 시트(330), 다수의 광학 시트(340)를 포함한다.
이러한 백라이트 유닛(300)은 액정 패널(400)의 후면에 배치되어 액정 패널(400)과 거의 동일한 면적을 갖는 면광원(310)으로부터 직접 액정 패널(400)의 전면으로 빛을 조사한다.
이의 구성을 구체적으로 살펴보면, 면광원(310)은 복수의 분할 영역별로 개별적으로 구동하여, 액정 패널(400)에 입력되는 영상 신호에 따라 밝은 부분은 더 밝게 하고 어두운 부분은 어둡게 하는 분할 구동을 한다. 각 분할 영역에는 복수 개의 녹색, 적색, 청색 발광다이오드들이 일정 패턴에 따라 배치된다.
이를 테면, 각 분할 영역에는 하나의 녹색 발광다이오드와 하나의 적색 발광다이오드 및 하나의 청색 발광다이오드가 삼각 패턴으로 형성된 제1 발광다이오드 그룹들과, 제1 발광다이오드 그룹들의 상하가 반전되도록 배열된 제2 발광다이오드 그룹들, 제1 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제1 발광다이오드 어레이, 및 제2 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제2 발광다이오드 어레이를 포함하며, 제1 발광다이오드 어레이와 제2 발광다이오드 어레이들이 열방향으로 교번되게 배치된다.
이때, 제1 발광다이오드 어레이와 제2 발광다이오드 어레이는 열방향으로 2 또는 2이상의 짝수로 배열될 수 있으며, 또는 다른 실시예로, 3 또는 3이상의 홀수로 배열될 수 있다.
그리고, 제1 발광다이오드 어레이와 제2 발광다이오드 어레이 각각에 배열되는 제1 발광다이오드 그룹들 및 제2 발광다이오드 그룹들은 횡방향으로 이웃하는 그룹들간 적색 발광다이오드와 청색 발광다이오드의 좌우 배치가 교번적으로 바뀌게 된다.
바텀 커버(320)는 바닥면과 측면이 마련되어 있어 면광원(310)의 하부를 감싸는 역할을 하며, 그 내부에 반사 시트(330)가 수납된다.
반사 시트(330)에는 복수 개의 발광다이오드들(312) 각각이 관통하는 홀들이 형성될 수 있다.
복수 개의 발광다이오드들(312)은 적색 광을 방출하는 적색 발광다이오드, 녹색 광을 방출하는 녹색 발광다이오드, 및 청색 광을 방출하는 청색 발광다이오드 를 포함하며, 도시하지 않은 광원 구동회로로부터 공급되는 전류에 의해 발광하여 각 색의 광을 발생한다.
다수의 광학 시트(340)는 복수 개의 발광다이오드들(312)로부터 발광하는 광을 액정 패널(400) 전체에 균일하게 조사하고, 표시면에 대하여 수직인 방향으로 광의 진행 경로를 바꿈으로써 표시면 전방에서의 휘도를 높이는 역할을 한다.
이를 위한 다수의 광학 시트(340)는 도시된 바와 같이 확산 시트(341)와, 확산 시트(341)로부터 입사되는 광을 집광하는 두 개의 집광 시트(342, 343), 및 보호 시트(344)를 포함할 수 있으며, 경우에 따라서는 확산 시트와 집광 시트, 보호 시트 3개로 구비될 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛(310)은 각 분할 영역별 색균일도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 광효율을 개선할 수 있다.
한편, 분할 구동시, 복수의 발광다이오드들(312)에서 발광된 광이 이웃하는 분할 영역으로 들어가서 이웃하는 분할 영역들간 광의 간섭이 발생할 수 있는데, 이를 방지하고자 분할 영역들 사이에 격벽을 추가할 수 있다.
이하, 격벽을 구비한 백라이트 유닛의 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 면광원을 구비한 백라이트 유닛의 분할 영역 및 면광원의 기본 배열 구조를 나타낸 도면이고, 도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에 격벽을 추가한 구조를 도 10의 위치별로 나타낸 일 실시예이다.
먼저 도 10a 내지 도10b를 참조하면, 도10a는 본 발명의 실시예에 따른 백라 이트 유닛을 분할 구동에 적용할 때 임의의 분할 영역을 나타낸 개념도이고, 도10b는 도10a에 도시된 분할 영역 단위를 구성하는 발광다이오드 면광원을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛은 도 10a에 도시된 바와 같이 다수의 분할 영역(300A)으로 구분되고, 각각의 분할 영역(300A)에는 도 10b와 같이 제1 발광다이오드 어레이(100)와 제2 발광다이오드 어레이(200)가 교번적으로 배열된 면광원을 포함한다고 가정한다.
각각의 분할 영역(300A)은 독립적으로 구동이 가능하므로 액정 패널에 입력되는 영상 신호에 따라 밝은 부분은 더 밝게 하고, 어두운 부분은 어둡게 하는 분할 구동을 한다.
그리고, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 분할 영역들(300A)에서 출사되는 광의 간섭을 방지하기 위한 격벽(350)을 구비한다.
이와 같은 구성에 따라, 도 10a의 a-a' 선에 따른 단면도를 보면 도 11과 같고, 도 10a의 b-b' 선에 따른 단면도는 도 12, 도 10의 c-c' 선에 따른 단면도는 도 13과 나타낼 수 있다.
여기서, 격벽(350)은 바텀 커버(320)의 바닥면에서 교차 구조로 형성되어 각각의 분할 영역(300A)을 구획하는 역할을 한다.
이러한 격벽(350)의 높이(350h)는 바텀 커버의 높이(320h)보다 작게 구비되며, 격벽의 측벽(352)은 하부에서 상부로 갈수록 폭이 좁아지도록 경사지게 형성되어 자신에게 입사되는 광을 액정 패널 쪽으로 반사시킨다.
격벽의 측벽(352)은 분할 영역(300A) 내에 배열된 복수의 발광다이오드들(312)과의 거리(d), 발광다이오드(312)의 발광 각도, 격벽의 높이(350h) 등에 따라 경사진 정도가 달라진다.
또한, 격벽(350)은 반사 시트와 동일한 물질이거나 광을 반사 또는 흡수할 수 있는 물질로 형성됨으로써 자신으로 입사되는 발광다이오드(312)의 광을 반사시키거나 흡수시킨다. 세부적으로, PC(polycarbonate), PMMA(polymethylmethacrylate) 재질로 구비될 수 있다.
따라서, 격벽(350)은 이웃하는 분할 영역(300A)을 완전히 분리시킴으로써 분할 영역(300A)에 의한 분할 구동 효과를 향상시킬 수 있게 됨과 아울러, 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서의 격벽(350)은 도 14에 도시된 바와 같이 바텀 커버(320)의 구조를 변형하여 바텀 커버(320)와 일체로 구비할 수 있다.
즉, 이웃하는 분할 영역들 사이에 바텀 커버(320)를 바닥면에서 상부로 돌출시켜 볼록 형상의 격벽(322)을 형성함으로써 각각의 분할 영역을 구획할 수 있다.
이때, 바텀 커버(320)에 의한 격벽(322) 표면에는 광을 반사 또는 흡수할 수 있는 물질이 코팅될 수 있다.
또한, 바텀 커버(320)에 의한 격벽의 높이(322h)는 바텀 커버의 높이(320h)보다 작게 형성되고, 이의 측벽(322a) 또한 분할 영역 내에 배열된 복수의 발광다이오드들(312)과의 거리(d), 발광다이오드(312)의 발광 각도, 격벽의 높이(322h) 등에 따라 경사진 정도가 달라진다.
이에 따르면, 바텀 커버(320)에 의한 격벽(322)은 이웃하는 분할 영역을 분리시킴으로써 분할 구동 효과를 향상시킬 수 있음과 아울러, 바텀 커버(320)의 면적을 증가시키게 됨으로써 방열에 따른 바텀 커버(320)의 모양 변형도 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 발광다이오드를 이용한 면광원의 배열 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 다른 실시예에 따른 발광다이오드를 이용한 면광원의 기본 배열 구조를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 기본 배열 구조를 토대로 하여 구성된 면광원의 다양한 실시예들이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원의 기본 배열 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원의 기본 배열 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본 배열 구조를 토대로 하여 구성된 면광원의 다양한 실시예들이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 면광원을 구비한 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10a 내지 도10b는 본 발명의 실시예들에 따른 면광원을 구비한 백라이트 유닛의 분할 영역 및 면광원의 기본 배열 구조를 나타낸 도면이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에 격벽을 추가한 구조를 도 10의 위치별로 나타낸 일 실시예이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 유닛에 격벽을 추가한 구조를 나 타낸 다른 실시예이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
110, 111 내지 114: 제1 발광다이오드 그룹
210, 211 내지 214: 제1 발광다이오드 그룹
100, 200: 제1 및 제2 발광다이오드 어레이
300: 백라이트 유닛 310: 면광원
312: 복수의 발광다이오드 320: 바텀 커버
330: 반사 시트 340: 다수의 광학 시트
341: 확산 시트 342, 343: 집광 시트
344: 보호 시트 400: 액정 패널
300A: 분할 영역 단위 350: 격벽
350h: 격벽의 높이 352: 측벽

Claims (23)

  1. 하나의 녹색 발광다이오드 아래에 하나의 적색 발광다이오드와 하나의 청색 발광다이오드가 나란히 배열된 제1 발광다이오드 그룹들;
    상기 제1 발광다이오드 그룹들과 상하 반전되도록 배열된 제2 발광다이오드 그룹들;
    상기 제1 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제1 발광다이오드 어레이; 및
    상기 제2 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제2 발광다이오드 어레이
    를 포함하는 발광다이오드를 이용한 면광원.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광다이오드 어레이는,
    횡방향으로 이웃하는 제1 발광다이오드 그룹들의 적색 발광다이오드와 청색 발광다이오드의 좌우 배치가 교번적으로 바뀌는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 이용한 면광원.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 발광다이오드 어레이는,
    횡방향으로 이웃하는 제2 발광다이오드 그룹들의 적색 발광다이오드와 청색 발광다이오드의 좌우 배치가 교번적으로 바뀌는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 이용한 면광원.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광다이오드 그룹들 및 상기 제2 발광다이오드 그룹들은,
    상기 하나의 녹색 발광다이오드와 상기 하나의 적색 발광다이오드 및 상기 하나의 청색 발광다이오드가 삼각 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 이용한 면광원.
  5. 제1항에 있어서,
    임의의 열에 상기 제1 발광다이오드 어레이와 상기 제2 발광다이오드 어레이가 교번적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 이용한 면광원.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배열 순서는 제1 발광다이오드 어레이-제2 발광다이오드 어레이 순으로 배열되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 이용한 면광원.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 배열 순서는 제2 발광다이오드 어레이-제1 발광다이오드 어레이 순으로 배열되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 이용한 면광원.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1 발광다이오드 어레이와 상기 제2 발광다이오드 어레이는 둘 또는 둘 이상의 짝수로 배열되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 이용한 면광원.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1 발광다이오드 어레이와 상기 제2 발광다이오드 어레이는 3 또는 3 이상의 홀수로 배열되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드를 이용한 면광원.
  10. 복수의 분할 영역별로 분할 구동하며, 상기 각 분할 영역에 복수 개의 녹색, 적색, 청색 발광다이오드들을 배치한 발광다이오드 면광원;
    상기 발광다이오드 면광원의 하부를 감싸는 바텀 커버;
    상기 바텀 커버의 내부에 수납되는 반사 시트; 및
    상기 발광다이오드 면광원의 상부에 위치되어 상기 발광다이오드 면광원으로부터 발광되는 광의 진행 경로를 바꾸어 전방으로 균일하게 조사하는 다수의 광학 시트를 포함하며,
    상기 발광다이오드 면광원의 각 분할 영역에는,
    하나의 녹색 발광다이오드 아래에 하나의 적색 발광다이오드와 하나의 청색 발광다이오드가 나란히 배열된 제1 발광다이오드 그룹들;
    상기 제1 발광다이오드 그룹들과 상하 반전되도록 배열된 제2 발광다이오드 그룹들;
    상기 제1 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제1 발광다이오드 어레이; 및
    상기 제2 발광다이오드 그룹들이 횡방향으로 배열된 제2 발광다이오드 어레이
    를 포함하는 백라이트 유닛.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 발광다이오드 어레이는,
    횡방향으로 이웃하는 제1 발광다이오드 그룹들의 적색 발광다이오드와 청색 발광다이오드의 좌우 배치가 교번적으로 바뀌는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 발광다이오드 어레이는,
    횡방향으로 이웃하는 제2 발광다이오드 그룹들의 적색 발광다이오드와 청색 발광다이오드의 좌우 배치가 교번적으로 바뀌는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 발광다이오드 그룹들 및 상기 제2 발광다이오드 그룹들은,
    상기 하나의 녹색 발광다이오드와 상기 하나의 적색 발광다이오드 및 상기 하나의 청색 발광다이오드가 삼각 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  14. 제10항에 있어서,
    임의의 열에 상기 제1 발광다이오드 어레이와 상기 제2 발광다이오드 어레이가 교번적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 배열 순서는 제1 발광다이오드 어레이-제2 발광다이오드 어레이 순으로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 배열 순서는 제2 발광다이오드 어레이-제1 발광다이오드 어레이 순으로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제1 발광다이오드 어레이와 상기 제2 발광다이오드 어레이는 둘 또는 둘 이상의 짝수로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 제1 발광다이오드 어레이와 상기 제2 발광다이오드 어레이는 3 또는 3 이상의 홀수로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 분할 영역들 사이에 구비되어 상기 분할 영역들에서 출사되는 광의 간섭을 방지하는 격벽을 추가로 포함하는 백라이트 유닛.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 격벽의 높이는 상기 바텀 커버의 높이보다 작은 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 격벽의 측벽은 상기 분할 영역 내에 배열된 발광다이오드와의 거리, 상기 발광다이오드의 발광 각도, 상기 격벽의 높이에 따라 경사진 정도가 다른 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 격벽은 PC(polycarbonate), PMMA(polymethylmethacrylate) 재질로 구비된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 바텀 커버와 일체로 구비된 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
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